WO2023274983A1 - Thoracic orthosis - Google Patents

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WO2023274983A1
WO2023274983A1 PCT/EP2022/067617 EP2022067617W WO2023274983A1 WO 2023274983 A1 WO2023274983 A1 WO 2023274983A1 EP 2022067617 W EP2022067617 W EP 2022067617W WO 2023274983 A1 WO2023274983 A1 WO 2023274983A1
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WO
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user
orthosis
thoracic
back rail
thoracic orthosis
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/067617
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German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Nolte
Klaus Lotz
Original Assignee
ax-lightness composites GmbH
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Publication date
Application filed by ax-lightness composites GmbH filed Critical ax-lightness composites GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/02—Orthopaedic corsets
    • A61F5/026—Back straightening devices with shoulder braces to force back the shoulder to obtain a correct curvature of the spine

Definitions

  • the invention relates to a thoracic orthosis for relieving the need
  • a back splint which, when in use, rests with a ventral flat side in the area of the thoracic vertebrae and at least the upper lumbar vertebrae of the user on the back extensor muscles adjacent to the spine of the user on both sides, and
  • a shoulder strap system connected to the back brace with two strap elements that enclose the shoulders of the user like a rucksack when in use.
  • the human spine In many situations of daily life, the human spine is exposed to considerable stress. For example, when lifting and carrying heavy loads in front of the body, such as when transporting bricks, cement or the like in the construction industry. But also when transporting loads shouldered like a rucksack, such as oxygen bottles during rescue operations by the fire brigade. In many sports, for example equestrian sports, especially show jumping, the human spine is temporarily exposed to considerable stress. When the movement is optimal, all of these loads are essentially in the longitudinal direction of the spine, ie cranial-caudally directed compressive loads, which are partly caused by the natural S-curve of the spine in the medial sagittal plane, whereby the external forces are diverted via the spine into the adjacent muscles and are ultimately dissipated there.
  • An orthosis with a back splint made up of a large number of separate segments is known from the generic document mentioned at the outset.
  • the individual segments are connected to the respective neighboring segments via springs.
  • a tension element penetrating all segments in the longitudinal extension is provided.
  • the back splint can be fixed to the user's back in such a way that its individual segments nestle against the user's back along the spine, whereby they lie centrally on the spine and laterally on the the back extensor muscles adjacent to the spine.
  • spring elements between the individual segments allow the back brace to follow the movements of the user, especially his spine, without any counterforce worth mentioning.
  • the tension element that runs through all segments can be tightened by means of a switch, so that the segments are pressed together to form an essentially rigid rod that is supported between the lap belt and the shoulder belts.
  • the individual elements are made of hard-elastic plastic, which allows a very limited movement against considerable counterforces.
  • the known orthosis must be regarded as disadvantageous in several respects.
  • the protective function must be deliberately activated or deactivated before or after a load occurs. This is cumbersome and annoying for the user and in all cases in which loads cannot be planned well in advance, such as in rescue operations or in sports, simply unsuitable.
  • the mechanism described is then complicated and requires a lot of space, so that the known orthosis is clearly visible under or over the clothing.
  • it can hardly be used in combination with loads carried on the back, such as oxygen bottles, since the weight of the bottle presses the thick back rail painfully onto the user's spine.
  • the spinal column relief of the known orthosis consists only in a shifting of the load from one skeletal structure, namely the spine, to another skeletal structure, namely the pelvis, which is only supposedly less sensitive.
  • An osteoporosis orthosis with a pad in the form of a closed frame made of a carbon material is known from DE 202010006731 U1, which is located in a pocket which is fixed to the shoulders, pelvis and stomach of the wearer by means of a belt system.
  • EP 1 902691 B1 also discloses an osteoporosis orthosis which is located in a pocket which is fixed to the wearer's shoulders, pelvis and stomach by means of a belt system.
  • the pad is made of different materials in different vertical areas in order to achieve different levels of elasticity there.
  • US 2013/0261521 A1 discloses a carrying aid that can be individually adapted to the height of the user and consists of a stiff lower part that encompasses the user's pelvis and an upper part that is also stiff and rests against the shoulders and back of the user , Both parts being displaceable relative to one another in the vertical direction and being fixable to one another in various displacement positions.
  • the back splint is constructed in one piece from a sheet-like carbon material that is compressible in its direction of longitudinal extent and sagittally flexible.
  • the core of the invention lies in a special choice of the material of the orthosis and in particular its back splint.
  • the term "carbon material” here means a carbon fiber reinforced plastic, specifically aligned carbon fibers embedded in a duroplastic matrix. In particular, these are woven, laid or braided carbon fiber mats that are embedded in said duroplastic matrix.
  • a particular strength of such carbon materials is the ability to absorb forces in predetermined directions through the special choice of alignment and layering of the carbon fibers to be flexible in other directions, in particular to be elastically flexible.
  • such carbon materials consist predominantly of the carbon fiber portion.
  • the duroplastic matrix essentially only serves to fix the carbon fibers to one another and as an outer protective coating.
  • the present invention makes use of this special design capability of carbon material. It enables a very thin configuration of the back splint, which is practically not bulky and at the same time is compressible in the longitudinal direction, ie cranial-caudal. At the same time, however, a sagittal bending elasticity is retained, so that the user can continue to bend forward or stand up almost unhindered. This sagittal bending elasticity also ensures that the anterior flat side of the back splint always remains in contact with the back muscles adjacent to the spine, so that the orthosis is supported here.
  • the spinal column relief is therefore based on a load transfer from a skeletal body structure, namely the spine, to a muscular body structure, namely the said back muscles.
  • muscular structures are fatiguable, they are significantly more difficult to damage than skeletal structures. It is always the aim of any training that strengthens the body to build up the muscular structures in such a way that they are able to absorb and dissipate external forces instead of skeletal structures.
  • the orthosis according to the invention the corresponding introduction of force into the muscular structures now takes place directly, ie bypassing the skeletal structures, in particular the spinal column. In this way, the power of muscular structures are used more efficiently, while at the same time the force on the skeletal structures is reduced.
  • the orthosis according to the invention can be worn permanently without being bothersome to the user and fulfills its task without consciously switching between different states, which makes the orthosis replaceable in particular in the context of unforeseeable loads, such as during rescue operations or in sports.
  • the leaf-like carbon material is so thin and flat that it does not painfully press into the user's back even when carrying loads on the back, such as oxygen bottles.
  • the back splint preferably has two lateral support areas that extend parallel in the direction of its longitudinal extension, as well as a central area that connects the support areas and arches over the spine of the user when in use.
  • the importance of the lateral contact areas has already been explained in detail above.
  • the central area is designed as a bulge that curves dorsally in relation to the support areas. In other words, the central area thus forms a ventrally open channel into which the spinous processes can project without contact.
  • Such a shape allows the carbon material of the back brace to have a sheet thickness that is constant across its width.
  • a sheet thickness of a few millimeters, for example 1-3 mm, is sufficient for the advantageous properties of the invention described above to realize an orthosis. This also ensures effective impact protection for the sensitive spinous processes, which can prove particularly useful in the event of a fall.
  • the channel realized in the central area can act like a stiffening rib, which excessively restricts the sagittal bending elasticity.
  • the central area is subdivided into a plurality of segments distributed over its length by means of width-centered transverse slits. This does not change anything about the one-piece nature of the back splint and also does not affect the preferred full-surface contact of the lateral areas with the back extensor muscles.
  • the flexibility of the back splint in the median sagittal plane is increased.
  • the frontal bending elasticity as well as the torsional elasticity can also be influenced by the special design and dimensioning of the transverse slits and can therefore be adjusted by the manufacturer to the desired level in the individual case.
  • the back splint is preferably also designed to be elastic in bending frontally, with the magnitude of the frontal modulus of elasticity being at least one order of magnitude greater than that of the sagittal modulus of elasticity.
  • the orthosis according to the invention thus not only allows the user to bend forward and stand up, but also—albeit to a limited extent—a lateral bending in a frontal plane. Such movements are naturally restricted in the spinal column and, if used in excess, can quickly lead to serious injury. This natural gradation of mobility is imitated by the orthosis according to the invention in the development described. i.e.
  • the back splint is designed to be elastically torsionable about its longitudinal direction, with the amount of its torsional modulus of elasticity lying between those of its frontal and sagittal modulus of elasticity.
  • This also corresponds to an imitation of the natural prioritization of different mobility of a healthy spine, which is strong and easily bendable in the (median) sagittal plane, somewhat more limited and harder to twist, and even more limited and harder to bend in the (median) frontal plane.
  • the essential advantageous properties of the orthosis according to the invention result from the design of its back splint.
  • this can only work according to the invention if it is positioned correctly when in use.
  • this would significantly limit general acceptance and manageability. Therefore, as already mentioned, a backpack-like shoulder strap system is provided with which the back rail is held in position.
  • each of the two carrier elements of the shoulder carrier system is made of a sheet-like carbon material, in particular the same carbon material as the back brace, and when in use forms a ring that encompasses the associated shoulder of the user and which, starting from the cranial end of the back brace, is flat on the user's shoulder, collarbone and pectoral muscle parallel to the user's costal arches and guided back to the back splint and connected to it in the lower area of its upper third and/or upper area of its middle third.
  • no belt system is used.
  • a carbon ring lying flat on the user's body is used, which is flexible everywhere transverse to its respective longitudinal and width direction, but compresses in its longitudinal direction - Is tensile and resistant to bending in its width direction.
  • the carrier elements can thus be guided closely to the body contours of the user and, similarly to what was explained above in the context of the lateral support areas of the back splint, can be used to introduce external forces into muscular structures, namely the shoulder and chest muscles in this case. This means that these muscles can also be used to absorb and dissipate external forces. This leads to a further increase in the efficiency of the spinal column relief according to the invention.
  • each carrier element consists of two parts upper half-ring part and a lower half-ring part, wherein the upper half-ring part is made of the same material in one piece with the back rail and in the area of its free end, which when in use is in the area of the chest muscle of the user, is reversibly connected to the free end of the height-adjustably connected to the back rail, lower half-ring part can be connected. Due to the flexural elasticity described above, with such a design, the upper and lower half-ring parts can be opened wide when separated, so that the user can easily get in.
  • the free ends of the half-ring parts are then connected to one another in the pectoral muscle area and the carrier ring is closed, so that it then forms the selectively rigid carrier element described above.
  • the one-piece design of the upper half-ring parts with the back rail of the same material is favorable with regard to the avoidance of many individual parts and possibly weak point-forming connection points.
  • the lower half-ring part should only be connected in one piece to the back rail in exceptional cases. In general, it is considered more favorable to connect it to the back rail in a reversible manner, in particular in a height-adjustable manner, in order to enable adaptability to users of different builds.
  • the free ends of the upper, lower half-ring part overlap one another when in use and can be reversibly connected to one another, in particular by means of a Velcro fastener.
  • the fixed end of the lower half-ring part can also be connected to the back rail by means of a Velcro connection, which in particular realizes the above-mentioned height adjustability in a manner that is technically easy to implement.
  • the lower half-ring parts of the two carrier elements are preferably formed in one piece with one another. They preferably merge into one another in the area where they are connected to the back rail.
  • a radially flexible, ventrally open rib clip which when in use grips the chest of the user flat from dorsal to ventral, made of a sheet-like carbon material, preferably height-adjustable, in particular by means of a Velcro connection, is connected to the back splint is.
  • the rib brace is preferably made from the same sheet-like carbon material as the back rail. Due to their bending elasticity perpendicular to the longitudinal extension and transverse direction automatically adjust to the user's chest. Their compression or tensile strength in the direction of longitudinal extent and their flexural strength in the direction of width contribute to a stabilizing and centering effect on the back splint.
  • the height adjustability of the rib clasp which is preferably implemented, serves to adapt it to users of different sizes.
  • Straps are preferably fixed to the free ends of the rib clip spaced apart from one another in the circumferential direction and can be reversibly connected to one another to form a strap connection spanning the distance between the free ends of the rib clip. This is for additional stability.
  • a radially flexible, ventrally open pelvic clip which when in use flatly encloses the body of the user along the iliac crest from dorsal to ventral, made of a sheet-like carbon material, preferably height-adjustable, in particular by means of a Velcro connection, with the back rail is connected.
  • the pelvic brace is preferably made from the same sheet-like carbon material as the back brace.
  • straps are fixed to the free ends of the pelvic clip spaced apart from one another in the circumferential direction and can be reversibly connected to one another to form a strap connection spanning the distance between the free ends of the pelvic clip.
  • FIG. 1 a perspective view of the basic structure of a thoracic orthosis according to the invention
  • FIG. 2 a front view of the orthosis from FIG.
  • FIG. 3 a view along the cranial-caudal line of sight of the orthosis of FIG
  • FIG. 4 the orthosis from FIG. 1 with additional comfort and functional features.
  • FIGS. 1 to 3 show different views of the basic structure of a preferred embodiment of a thoracic orthosis 10 according to the invention. These figures will first be discussed together. They show the basic structure of the orthosis 10 according to the invention, which is essentially made of sheet-like carbon material and which can be upgraded with additional comfort and functional elements, for example as illustrated in FIG.
  • back splint 12 An essential component of orthosis 10 is its back splint 12.
  • back splint 12 consists of two lateral contact areas 121 and a central area 122, which is designed as a dorsal bulge and forms a cranial-caudal, ventrally open channel.
  • the back rail 12 is attached to the back of a not shown
  • the user creates such that their lateral contact areas 121 rest on the back extensor muscles adjacent to the user's spine and the vertebral column itself, in particular its spinous processes, is arched over by the channel of the central area 122 without contact.
  • the channel structure of the central area 122 can be seen clearly in FIG. 3 in particular.
  • a plurality of transverse slots 123 are distributed over the length of the back rail 12 and span the channel of the central region 123 . This counteracts the stiffening effect of the curvature of the central area 122 and increases the sagittal bending elasticity 12 .
  • the transverse slits 123 bring about an improvement in ventilation.
  • the transverse slots 123 terminate in lateral round holes. This avoids tearing out of the transverse slit ends, even in the case of frequent, sharp bends.
  • this shape, together with a slot width that can be selected depending on the individual case, ensures torsional and frontal elasticity that can be adjusted by the manufacturer, i.e. the back rail 12 can be slightly bent and twisted frontally, i.e. in Figure 2 in the plane of the drawing, without the opposite slot edges moving together could collide and pinch pieces of clothing or even skin.
  • the caudal end of the back splint 12 is tapered to adapt to the natural anatomy in the lumbar area of the user, care being taken to ensure that the lines are rounded and avoid any corners.
  • Two upper half-ring parts 141 of two support elements 14 are formed on the cranial ends of the back splint 12 . They consist of the same sheet-like carbon material as the back rail 12. When in use, they run over the user's shoulders and end with their free ends approximately in the area of his chest muscles. Here they are reversibly connected, in particular by means of a Velcro fastener 143, to the free ends of lower half-ring parts 142, which extend from the pectoral muscle area parallel to the user's costal arches from ventral to dorsal to the back splint 12. They are preferably reversibly fixed there, in particular by means of a further Velcro fastener on the dorsal outside of the back splint 12 .
  • the two lower half-ring parts 142 are integrally formed with each other and go in particular in the region of their fixation on the Back rail 12 of the same material over each other.
  • the reversibility of its fixation on the back splint 12 allows a height adjustment and thus a size adjustment of the armholes of the carrier elements 14, so that the orthosis 12 can be adapted within certain limits to users of different heights. It is therefore possible to limit production to a small number of basic sizes and to enable an individually optimized adaptation through fine tuning by the user.
  • the upper half ring parts Due to the material properties of sheet-like carbon material discussed in detail in the general part of the description, the upper half ring parts can be elastically bent upwards with open Velcro fastener 143 without great effort.
  • the lower half-ring parts 142 on the other hand, can be bent open laterally outwards. This enables the user to easily get into the orthosis 12.
  • the support members 14 provide for dissipation of external forces away from the user's spine to a wide variety of muscular structures. These can absorb the forces together without overloading individual muscles. This leads to a particular efficiency of the spinal column relief by the orthosis according to the invention and thus to a significant increase in the performance of the user.
  • a rib clip 16 is arranged caudally of the lower half-ring parts 142 of the carrier elements 14, which, like the lower half-ring elements 142, are preferably reversibly fixed to the dorsal outside of the back splint 12, in particular by means of a Velcro fastener. They are also preferably made of the same carbon material as the back rail 12 and support elements 14 and nestle flexibly in the area of the lower ribs against the upper body of the user. They can be bent outwards to the side to get in. They primarily serve to center the back rail 12 in place in its middle area.
  • a pelvic clip 18 is also provided near the caudal end of the back splint 12 , which is fixed to the dorsal outside of the back splint 12 , preferably also reversibly, in particular also by means of a Velcro fastener.
  • the pelvic clip 18 encompasses the user's body from dorsal to ventral along his iliac crest.
  • its slightly tilted bend which can be seen particularly well in FIGS. 1 and 2, allows vertical load support on the iliac crest.
  • the primary purpose of the pelvic clip 18 is to center the back splint 12 in place in its caudal end area.
  • the pure carbon frame (possibly with connecting devices), in particular Velcro fasteners, as shown in FIGS. 1 to 3, is basically sufficient to achieve the effects according to the invention explained in the general part of the description. However, it is easily possible, for example for reasons of comfort, to carry out additional equipment.
  • the carbon framework can be completely or locally clad or coated with padding elements, for example gel padding or neoprene layers.
  • a correspondingly upgraded orthosis 12 is shown in FIG.
  • the orthosis 12 of Figure 4 has additional belt connections 201, 202, 203, which connect the opposite areas or ends of the lower half-ring parts 142 (belt connection 201), rib clasp 16 (belt connection 202) or pelvic clasp (belt connection 203) to one another associate.
  • belt connection 201 the opposite areas or ends of the lower half-ring parts 142
  • rib clasp 16 belt connection 202
  • pelvic clasp pelvic clasp
  • a chest plate 22 is fixed in the area of the closures of the two upper belt connections 201, 202.
  • This is preferably also made of a sheet-like carbon material, in particular the same carbon material as the back rail 12, and can be provided with padding, for example coated, on its inside.
  • Such a chest plate 22 offers effective protection against impact for the user's solar plexus. In addition, it offers a further contact surface to the muscular structures of the user, which can be used to absorb the external forces derived via the orthosis 12 .

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Abstract

The invention relates to a thoracic orthosis (10) for relieving the load on the spinal column of a human user as needed, comprising a back splint (12). During use, a ventral flat side of the back splint lies, in the region of the thoracic vertebrae and at least the upper lumbar vertebrae of the user, on the erector spinae muscles, which adjoin the spinal column of the user on both sides. The thoracic orthosis also comprises a shoulder strap system, which is connected to the back splint (12) and has two strap elements (14) which, during use, extend around the shoulders of the user in the manner of a backpack. The invention is characterized in that the back splint (12) is constructed as a single piece from a blade-like carbon material which is compression-resistant in the longitudinal direction of the back splint and which is sagittally flexurally elastic.

Description

Anmelder: ax-lightness composites GmbH Applicant: ax-lightness composites GmbH
Thorax-Orthese thoracic orthosis
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung field of invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Thorax-Orthese zur bedarfsweisen Entlastung derThe invention relates to a thoracic orthosis for relieving the need
Wirbelsäule eines menschlichen Nutzers, umfassend Spine of a human user, comprising
- eine Rückenschiene, die im Gebrauchsfall mit einer ventralen Flachseite im Bereich der Brust- und zumindest der oberen Lendenwirbel des Nutzers an den der Wrbelsäule des Nutzers beidseitig benachbarten Rückenstreckermuskeln anliegt, sowie - a back splint which, when in use, rests with a ventral flat side in the area of the thoracic vertebrae and at least the upper lumbar vertebrae of the user on the back extensor muscles adjacent to the spine of the user on both sides, and
- ein mit der Rückenschiene verbundenes Schulterträgersystem mit zwei im Gebrauchsfall die Schultern des Nutzers rucksackartig umgreifenden Trägerelementen. - A shoulder strap system connected to the back brace with two strap elements that enclose the shoulders of the user like a rucksack when in use.
Stand der Technik State of the art
Eine derartige Thorax-Orthese ist bekannt aus der DE 102011 076 843 B4. Such a thoracic orthosis is known from DE 102011 076 843 B4.
In vielen Situationen des täglichen Lebens ist die menschliche Wrbelsäule erheblichen Belastungen ausgesetzt. Dies beispielsweise beim Heben und Tragen schwerer Lasten vor dem Körper, wie beispielsweise beim Transport von Ziegeln, Zement oder Ähnlichem im Baugewerbe. Aber ebenso beim Transport von rucksackartig geschulterten Lasten, wie beispielsweise Sauerstoffflaschen bei Rettungseinsätzen der Feuerwehr. Auch in vielen Sportarten, beispielsweise dem Reitsport, insbesondere dem Springreitsport, ist die menschliche Wrbelsäule temporär erheblichen Belastungen ausgesetzt. Bei optimalem Bewegungsablauf handelt es sich bei all diesen Belastungen im Wesentlichen um in Längserstreckungsrichtung der Wrbelsäule, d. h. cranial-kaudal gerichtete Stauchbelastungen, die teilweise von der natürlichen S-Krümmung der Wrbelsäule in der medialen Sagittalebene abgefangen werden, wobei die externen Kräfte über die Wirbelsäule in die benachbarte Muskulatur abgeleitet und dort letztendlich dissipiert werden. Häufig lässt sich die jeweilige Bewegung jedoch nicht optimal koordinieren, sodass auch Biege-, Torsions- und Scherbewegungen auftreten können. Übermäßig hohe oder übermäßig lange Belastungen können nachteilige gesundheitliche Folgen haben. Dies umso mehr, je stärker seitlich die jeweiligen Kräfte angreifen und entsprechend schlechter von der natürlichen S-Krümmug der Wrbelsäule abgefangen werden können. Zum Überlastungsschutz der Wrbelsäule sind daher etliche Orthesen bekannt, denen die Aufgabe gemeinsam ist, die extern einwirkende Kräfte von der Wirbelsäule weg auf weniger empfindliche skelettale Strukturen des Körpers abzuleiten. Die Bezeichnung Orthese wird hier als ein Sammelbegriff für körpernahe Hilfsmittel verwendet, die eine Balance zwischen Beweglichkeit und Stabilität des Körpers gewährleisten sollen. Sie kommen nicht nur nach Verletzungen oder bei Fehlstellungen von Gliedmaßen, d. h. bei medizinisch-therapeutischer Indikation zum Einsatz, sondern auch - und im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere - ohne medizinische Indikation oder Zielsetzung zur rein vorbeugenden und unterstützenden Stabilisierung beanspruchter Körperbereiche. In many situations of daily life, the human spine is exposed to considerable stress. For example, when lifting and carrying heavy loads in front of the body, such as when transporting bricks, cement or the like in the construction industry. But also when transporting loads shouldered like a rucksack, such as oxygen bottles during rescue operations by the fire brigade. In many sports, for example equestrian sports, especially show jumping, the human spine is temporarily exposed to considerable stress. When the movement is optimal, all of these loads are essentially in the longitudinal direction of the spine, ie cranial-caudally directed compressive loads, which are partly caused by the natural S-curve of the spine in the medial sagittal plane, whereby the external forces are diverted via the spine into the adjacent muscles and are ultimately dissipated there. Often, however, the respective movement cannot be optimally coordinated, so that bending, torsional and shearing movements can also occur. Excessively high or excessively long exposures can have adverse health consequences. This is all the more the case, the stronger the respective forces act laterally and are correspondingly more difficult to absorb by the natural S-curvature of the spine. A number of orthoses are therefore known to protect the spine from being overloaded, which have in common the task of diverting the externally acting forces away from the spine to less sensitive skeletal structures of the body. The term orthosis is used here as a collective term for aids close to the body that are intended to ensure a balance between mobility and stability of the body. They are not only used after injuries or misalignments of limbs, ie with a medical-therapeutic indication, but also - and in the context of the present invention in particular - without a medical indication or objective for purely preventive and supportive stabilization of stressed areas of the body.
Aus der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift ist eine Orthese mit einer aus einer Vielzahl separater Segmente aufgebauten Rückenschiene bekannt. Die einzelnen Segmente sind mit den jeweiligen Nachbarsegmenten über Federn verbunden. Zudem ist ein alle Segmente in Längserstreckung durchsetzendes Zugelement vorgesehen. Mittels eines Gurtsystems, bestehend aus zwei oberen Schultergurten und einem unteren Beckengurt lässt sich die Rückenschiene derart am Rücken des Nutzers fixieren, dass sich ihre einzelnen Segmente entlang der Wrbelsäule an den Rücken des Nutzers anschmiegen, wobei sie zentral auf der Wrbelsäule und lateral auf den der Wrbelsäule benachbarten Rückenstreckermuskeln aufliegen. Im deaktivierten Normalzustand erlauben es sie Federelemente zwischen den einzelnen Segmenten, dass die Rückenschiene den Bewegungen des Nutzers, insbesondere seiner Wrbelsäule, ohne nennenswerte Gegenkraft folgt. Zur Aktivierung einer Schutzfunktion kann mittels eines Schalters das sämtliche Segmente durchlaufende Zugelement angespannt werden, sodass die Segmente zu einem im Wesentlichen steifen Stab zusammengepresst werden, der sich zwischen dem Beckengurt und den Schultergurten abstützt. Auf die Schultern - insbesondere über die Arme - einwirkende Kräfte, wie sie etwa beim Aufheben schwerer Lasten auftreten, werden daher über die nun versteifte Rückenschiene an der Wirbelsäule vorbei auf den Beckengurt und somit auf das Becken des Nutzers abgeleitet. Um dem Benutzer auch im aktivierten Zustand eine gewisse, wenn auch stark eingeschränkte Bewegungsfreiheit zu belassen, sind die einzelnen Elemente aus hartelastischem Kunststoff gefertigt, was eine stark beschränkte Bewegung gegen erhebliche Gegenkräfte erlaubt. An orthosis with a back splint made up of a large number of separate segments is known from the generic document mentioned at the outset. The individual segments are connected to the respective neighboring segments via springs. In addition, a tension element penetrating all segments in the longitudinal extension is provided. Using a belt system consisting of two upper shoulder straps and a lower lap belt, the back splint can be fixed to the user's back in such a way that its individual segments nestle against the user's back along the spine, whereby they lie centrally on the spine and laterally on the the back extensor muscles adjacent to the spine. In the deactivated normal state, spring elements between the individual segments allow the back brace to follow the movements of the user, especially his spine, without any counterforce worth mentioning. To activate a protective function, the tension element that runs through all segments can be tightened by means of a switch, so that the segments are pressed together to form an essentially rigid rod that is supported between the lap belt and the shoulder belts. On the shoulders - especially on the arms - acting forces, such as occur when lifting heavy loads, are therefore on the now stiffened Back splint past the spine to the lap belt and thus to the user's pelvis. In order to give the user a certain, albeit very limited, freedom of movement when activated, the individual elements are made of hard-elastic plastic, which allows a very limited movement against considerable counterforces.
Die bekannte Orthese muss in mehrerer Hinsicht als nachteilig angesehen werden. Zunächst bedarf es jeweils der bewussten Aktivierung bzw. Deaktivierung der Schutzfunktion vor bzw. nach dem Auftreten einer Belastung. Dies ist für den Nutzer umständlich und lästig und in allen Fällen, in denen Belastungen nicht mit deutlichem zeitlichen Vorlauf planbar sind, wie beispielsweise bei Rettungseinsätzen oder im Sport, schlicht untauglich. Sodann ist der beschriebene Mechanismus kompliziert und bauraumintensiv, sodass die bekannte Orthese unter bzw. über der Kleidung deutlich aufträgt. Zudem ist sie in Kombination mit auf dem Rücken getragenen Lasten, beispielsweise Sauerstoffflaschen, kaum einsetzbar, da das Flaschengewicht die dicke Rückenschiene schmerzhaft auf die Wirbelsäule des Nutzers drückt. Und schließlich besteht die Wirbelsäulen-Entlastung der bekannten Orthese lediglich in einer Verlagerung der Last von einer skelettalen Struktur, nämlich der Wrbelsäule, auf eine andere skelettale Struktur, nämlich das Becken, welches nur vermeintlich weniger empfindlich ist. The known orthosis must be regarded as disadvantageous in several respects. First of all, the protective function must be deliberately activated or deactivated before or after a load occurs. This is cumbersome and annoying for the user and in all cases in which loads cannot be planned well in advance, such as in rescue operations or in sports, simply unsuitable. The mechanism described is then complicated and requires a lot of space, so that the known orthosis is clearly visible under or over the clothing. In addition, it can hardly be used in combination with loads carried on the back, such as oxygen bottles, since the weight of the bottle presses the thick back rail painfully onto the user's spine. And finally, the spinal column relief of the known orthosis consists only in a shifting of the load from one skeletal structure, namely the spine, to another skeletal structure, namely the pelvis, which is only supposedly less sensitive.
Eine ähnliche Orthese ist bekannt aus der WO 2013/156394 A1, wobei ein sehr komplexes System aus Zugseilen und Schiebern für eine sehr individuelle temporäre Anpassbarkeit der Orthese an die jeweilige Belastungssituation sorgt. A similar orthosis is known from WO 2013/156394 A1, in which a very complex system of tension cables and sliders ensures that the orthosis can be temporarily adapted very individually to the respective stress situation.
Aus der DE 202010006731 U1 ist eine Osteoporose-Orthese mit einer Pelotte in Form eines geschlossenen Rahmens aus einem Carbonwerkstoff bekannt, die sich in einer Tasche befindet, welche mittels eines Gurtsystems an den Schultern sowie an Becken und Bauch des Trägers fixiert ist. An osteoporosis orthosis with a pad in the form of a closed frame made of a carbon material is known from DE 202010006731 U1, which is located in a pocket which is fixed to the shoulders, pelvis and stomach of the wearer by means of a belt system.
Auch die EP 1 902691 B1 offenbart eine Osteoporose-Orthese mit einer, die sich in einer Tasche befindet, welche mittels eines Gurtsystems an den Schultern sowie an Becken und Bauch des Trägers fixiert ist. Die Pelotte ist dabei in unterschiedlichen Vertikalbereichen aus unterschiedlichen Materialien gefertigt, um dort unterschiedliche Elastizitäten zu realisieren. Aus der US 2013/0261521 A1 ist eine individuell an die Körpergröße des Benutzers anpassbare Tragehilfe bekannt, die aus einem steifen, das Becken des Benutzers umgreifenden, unteren Teil und einem ebenfalls steifen, an den Schultern und dem Rücken des Benutzers anliegenden, oberen Teil besteht, wobei beide Teile in vertikaler Richtung zueinander verschiebbar und in diversen Verschiebestellungen aneinander fixierbar sind. EP 1 902691 B1 also discloses an osteoporosis orthosis which is located in a pocket which is fixed to the wearer's shoulders, pelvis and stomach by means of a belt system. The pad is made of different materials in different vertical areas in order to achieve different levels of elasticity there. US 2013/0261521 A1 discloses a carrying aid that can be individually adapted to the height of the user and consists of a stiff lower part that encompasses the user's pelvis and an upper part that is also stiff and rests against the shoulders and back of the user , Both parts being displaceable relative to one another in the vertical direction and being fixable to one another in various displacement positions.
Aufgabenstellung task
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine variabel ersetzbare, für den Nutzer angenehmer zu tragende und der Gesundheit insgesamt zuträglichere Orthese zur Wirbelsäulen-Entlastung zu Verfügung zu stellen. It is the object of the present invention to provide an orthosis for relieving the spinal column that can be variably replaced, is more comfortable to wear for the user and is generally more beneficial to health.
Darlegung der Erfindung Presentation of the invention
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Rückenschiene einstückig aus einem blattartigen, in ihrer Längserstreckungsrichtung stauchfesten, sagittal biegeelastischen Carbon-Material aufgebaut ist. This object is achieved in connection with the features of the preamble of claim 1 in that the back splint is constructed in one piece from a sheet-like carbon material that is compressible in its direction of longitudinal extent and sagittally flexible.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Zunächst folgende Anmerkungen zum Verständnis der hier verwendeten Begrifflichkeiten: Der Fachmann wird verstehen, dass die Vorteile der erfindungsgemäßen Orthese nur in ihrer Wechselwirkung mit dem Körper des Nutzers zur Geltung kommen können. Die räumlich-körperlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Orthese lassen sich daher nur in Relation zum Körper des Nutzers beschreiben, was vorliegend mit dem Hinweis „im Gebrauchsfall“ zum Ausdruck gebracht wird, wobei es selbstverständlich sein dürfte, dass der in Bezug genommene Körper des Nutzers nicht selbst Teil der Erfindung ist. Begriffe wie „ventral“, „dorsal“, „zentral“, „lateral“, „oben“ bzw. „kranial“, „unten“ bzw. „kaudal“ sind daher stets in diesem Sinne, d.h. in Relation zum aufrecht stehenden Nutzer-Körper bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der erfindungsgemäßen Orthese zu verstehen. Vergleichbares gilt für Angaben von Ebenen wie „sagittal“ oder „frontal“, wobei mit einer derart spezifizierten Bewegung, Elastizität oder einem derart spezifizierten Verlauf stets die Bewegung, Elastizität bzw. der Verlauf in einer solchen Ebene gemeint ist. First, the following comments for understanding the terminology used here: Those skilled in the art will understand that the advantages of the orthosis according to the invention can only come into play in its interaction with the user's body. The spatial-physical features of the orthosis according to the invention can therefore only be described in relation to the body of the user, which is expressed here with the reference "in use", whereby it should be self-evident that the body of the user referred to is not itself is part of the invention. Terms such as "ventral", "dorsal", "central", "lateral", "above" or "cranial", "below" or "caudal" are therefore always in this sense, ie in relation to the upright user To understand body in the intended use of the orthosis according to the invention. The same applies to specifications of planes such as "sagittal" or "frontal", with a movement, elasticity or a course specified in this way always means the movement, elasticity or course in such a plane.
Der Kern der Erfindung liegt zunächst in einer besonderen Wahl des Materials der Orthese und insbesondere ihrer Rückenschiene. Mit dem Begriff „Carbon-Material“ ist hier ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff gemeint, nämlich in eine duroplastische Matrix eingebettete, gerichtete Kohlenstofffasern. Insbesondere handelt es sich um gewebte, gelegte oder geflochtene Kohlenstofffasermatten, die in besagte duroplastische Matrix eingebettet sind. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist es eine besondere Stärke solcher Carbon-Materialien, wie sie beispielsweise als Leichtbaumaterialien für Flugzeuge, Fahrräder, Boote und Autos bekannt sind, durch die spezielle Wahl von Ausrichtung und Schichtung der Kohlenstofffasern Kräfte in vorgegebenen Richtungen aufnehmen zu können und in anderen Richtungen flexibel, insbesondere elastisch flexibel zu sein. Typischerweise bestehen derartige Carbon-Materialien ganz überwiegend aus dem Kohlenstofffaser-Anteil. Die duroplastische Matrix dient im Wesentlichen lediglich der Fixierung der Kohlenstofffasern zueinander sowie als äußere Schutzbeschichtung. Diese besondere Designbarkeit von Carbon-Material macht sich die vorliegende Erfindung zu Nutze. Sie ermöglicht eine sehr dünne Ausgestaltung der Rückenschiene, die praktisch nicht aufträgt und gleichzeitig in Längserstreckungsrichtung, d.h. kranial-kaudal stauchfest ist. Zugleich bleibt aber eine sagittale Biegeelastizität erhalten, sodass sich der Benutzer sich nach wie vor nahezu ungehindert Vorbeugen bzw. aufrichten kann. Diese sagittale Biegeelastizität sorgt zudem dafür, dass die Anlage der ventralen Flachseite der Rückenschiene an den der Wirbelsäule benachbarten Rückenmuskeln stets erhalten bleibt, sodass sich die Orthese hier abstützt. Dies bedeutet, dass in die Orthese eingeleitete Kräfte über die gesamte Orthesenlänge seitlich in besagte Rückenmuskulatur eingeleitet werden. Die Wirbelsäulenentlastung beruht daher auf einer Lastverlagerung von einer skelettalen Körperstruktur, nämlich von der Wirbelsäule, auf eine muskuläre Körperstruktur, nämlich auf besagte Rückenmuskeln. Muskuläre Strukturen sind zwar ermüdbar, aber deutlich schwerer schädigbar als skelettale Strukturen. So ist es stets Ziel jedes den Körper kräftigenden Trainings, die muskulären Strukturen derart aufzubauen, dass sie anstelle von skelettalen Strukturen äußere Kräfte aufzunehmen und zu dissipieren vermögen. Durch die erfindungsgemäße Orthese erfolgt die entsprechende Krafteinleitung in die muskulären Strukturen nunmehr direkt, d.h. unter Umgehung der skelettalen Strukturen, insbesondere der Wirbelsäule. Auf diese Weise kann die Kraft der muskulären Strukturen effizienter genutzt werden, wobei gleichzeitig die Krafteinwirkung auf die skelettalen Strukturen verringert wird. The core of the invention lies in a special choice of the material of the orthosis and in particular its back splint. The term "carbon material" here means a carbon fiber reinforced plastic, specifically aligned carbon fibers embedded in a duroplastic matrix. In particular, these are woven, laid or braided carbon fiber mats that are embedded in said duroplastic matrix. As is known to those skilled in the art, a particular strength of such carbon materials, such as those known as lightweight construction materials for airplanes, bicycles, boats and cars, is the ability to absorb forces in predetermined directions through the special choice of alignment and layering of the carbon fibers to be flexible in other directions, in particular to be elastically flexible. Typically, such carbon materials consist predominantly of the carbon fiber portion. The duroplastic matrix essentially only serves to fix the carbon fibers to one another and as an outer protective coating. The present invention makes use of this special design capability of carbon material. It enables a very thin configuration of the back splint, which is practically not bulky and at the same time is compressible in the longitudinal direction, ie cranial-caudal. At the same time, however, a sagittal bending elasticity is retained, so that the user can continue to bend forward or stand up almost unhindered. This sagittal bending elasticity also ensures that the anterior flat side of the back splint always remains in contact with the back muscles adjacent to the spine, so that the orthosis is supported here. This means that forces introduced into the orthosis are introduced laterally into said back muscles over the entire length of the orthosis. The spinal column relief is therefore based on a load transfer from a skeletal body structure, namely the spine, to a muscular body structure, namely the said back muscles. Although muscular structures are fatiguable, they are significantly more difficult to damage than skeletal structures. It is always the aim of any training that strengthens the body to build up the muscular structures in such a way that they are able to absorb and dissipate external forces instead of skeletal structures. With the orthosis according to the invention, the corresponding introduction of force into the muscular structures now takes place directly, ie bypassing the skeletal structures, in particular the spinal column. In this way, the power of muscular structures are used more efficiently, while at the same time the force on the skeletal structures is reduced.
Dabei ermöglichet es die erfindungsgemäße Materialwahl, die für die Kraftumleitung erforderlichen Stabilitäten, insbesondere in kranial-kaudaler Richtung, dauerhaft und gleichzeitig mit einer Flexibilität, insbesondere einer elastischen Flexibilität, in solchen Richtungen, in denen der Nutzer Bewegungsfreiheit benötigt, zu realisieren. Dies ist beim eingangs beschriebenen Stand der Technik, der entweder (im deaktivierten Zustand) eine völlige (nicht elastische) Flexibilität der Rückenschiene oder (im aktivierten Zustand) eine völlige Versteifung der Rückenschiene vorsah, nicht bzw. nur höchst unzureichend verwirklicht. The choice of material according to the invention makes it possible to achieve the stability required for force diversion, in particular in the cranial-caudal direction, permanently and at the same time with flexibility, in particular elastic flexibility, in directions in which the user requires freedom of movement. In the prior art described at the outset, which provided either complete (non-elastic) flexibility of the back splint (in the deactivated state) or complete stiffening of the back splint (in the activated state), this is not realized or is only realized very inadequately.
Im Ergebnis kann die erfindungsgemäße Orthese also ohne dem Benutzer lästig zu fallen dauerhaft getragen werden und erfüllt ihre Aufgabe ohne bewusste Umschaltung zwischen unterschiedlichen Zuständen, was die Orthese insbesondere auch im Kontext unvorhersehbar eintretender Belastungen, wie bspw. bei Rettungseinsätzen oder im Sport ersetzbar macht. Zudem ist das blattartige Carbon-Material so dünn und flach anliegend, dass es sich auch beim Aufliegen von Rückenlasten, bspw. Sauerstoffflaschen, nicht schmerzhaft in den Rücken des Benutzers drückt. As a result, the orthosis according to the invention can be worn permanently without being bothersome to the user and fulfills its task without consciously switching between different states, which makes the orthosis replaceable in particular in the context of unforeseeable loads, such as during rescue operations or in sports. In addition, the leaf-like carbon material is so thin and flat that it does not painfully press into the user's back even when carrying loads on the back, such as oxygen bottles.
Bevorzugt weist die Rückenschiene zwei entlang ihrer Längserstreckungsrichtung parallel erstreckte, laterale Auflagebereiche sowie einen die Auflagebereiche verbindenden im Gebrauchsfall die Wirbelsäule des Nutzers überwölbenden Zentral bereich auf. Die Bedeutung der lateralen Auflagebereiche wurde oben bereits ausführlich erläutert. Durch die Überwölbung der Wrbelsäule mittels des Zentralbereichs werden gezielt die Dornfortsätze der Wrbelsäule entlastet, da ihr direkter Kontakt zur Rückenschiene vermieden wird. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Zentralbereich als eine sich gegenüber den Auflagebereichen nach dorsal wölbende Ausbuchtung ausgebildet ist. Mit anderen Worten bildet der Zentralbereich also nach ventral offenen Kanal, in welchen die Dornfortsätze berührungslos hineinragen können. Eine solche Formgebung erlaubt es, dass das Carbon-Material der Rückenschiene eine über deren Breite konstante Blattstärke aufweist. In der Regel genügt eine Blattstärke von weniger Millimetern, bspw. 1-3 mm, um die oben beschriebenen, vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Orthese zu realisieren. Damit ist auch ein effektiver Schlagschutz für die empfindlichen Dornfortsätze gewährleistet, der sich insbesondere bei Stürzen bewähren kann. The back splint preferably has two lateral support areas that extend parallel in the direction of its longitudinal extension, as well as a central area that connects the support areas and arches over the spine of the user when in use. The importance of the lateral contact areas has already been explained in detail above. By arching the spine with the central area, the spinous processes of the spine are specifically relieved, as their direct contact with the back splint is avoided. It is particularly preferred if the central area is designed as a bulge that curves dorsally in relation to the support areas. In other words, the central area thus forms a ventrally open channel into which the spinous processes can project without contact. Such a shape allows the carbon material of the back brace to have a sheet thickness that is constant across its width. As a rule, a sheet thickness of a few millimeters, for example 1-3 mm, is sufficient for the advantageous properties of the invention described above to realize an orthosis. This also ensures effective impact protection for the sensitive spinous processes, which can prove particularly useful in the event of a fall.
Allerdings kann der im Zentralbereich realisierte Kanalähnlich einer Versteifungsrippe wirken, der die sagittale Biegeelastizität übermäßig einschränkt. Bei einer Weiterbildung der ist daher vorgesehen, dass der Zentralbereich mittels breitenzentrierter Querschlitze in eine Mehrzahl von über seine Länge verteilten Segmenten unterteilt ist. Dies ändert nichts an der Einstückigkeit der Rückenschiene und beeinträchtigt auch nicht die bevorzugte, vollflächige Anlage der Lateralbereiche an den Rückenstreckermuskeln. Die Flexibilität der Rückschiene in der medianen Sagittalebene wird jedoch erhöht. Durch spezielle Formgestaltung und Dimensionierung der Querschlitze können zudem auch die frontale Biegeelastizität sowie die Torsionselastizität beeinflusst und daher herstellerseitig auf das im Einzelfall gewünschte Maß eingestellt werden. However, the channel realized in the central area can act like a stiffening rib, which excessively restricts the sagittal bending elasticity. In a development of FIG. 1, it is therefore provided that the central area is subdivided into a plurality of segments distributed over its length by means of width-centered transverse slits. This does not change anything about the one-piece nature of the back splint and also does not affect the preferred full-surface contact of the lateral areas with the back extensor muscles. However, the flexibility of the back splint in the median sagittal plane is increased. The frontal bending elasticity as well as the torsional elasticity can also be influenced by the special design and dimensioning of the transverse slits and can therefore be adjusted by the manufacturer to the desired level in the individual case.
Zusätzlich zu ihrer sagittalen Biegeelastizität ist die Rückenschiene vorzugsweise auch frontal biegeelastische ausgestaltet, wobei der Betrag des frontalen Elastizitätsmoduls wenigstens eine Größenordnung größer als derjenige des sagittalen Elastizitätsmoduls ist. Damit erlaubt die erfindungsgemäße Orthese nicht nur ein Vorbeugen und Aufrichten des Nutzers, sondern - allerdings in beschränktem Maße - auch eine seitliche Verbiegung in einer Frontalebene. Derartige Bewegungen werden auch natürlicherweise von der Wirbelsäule nur in beschränktem Umfang zugelassen und können, im Übermaß angewendet, schnell zu einer ernsthaften Verletzung führen. Diese natürliche Abstufung der Beweglichkeiten wird von der erfindungsgemäßen Orthese in der beschriebenen Weiterbildung nachgeahmt. D. h. seitliche Biegungen werden zwar zugelassen, wobei der Nutzer allerdings daran „erinnert“ wird, dass derartige Bewegungen günstigerweise auf ein Minimum reduziert werden sollten. Plötzlichen seitlichen Belastungen, denen der Nutzer in unvorhergesehener Weise ausgesetzt werden könnte, werden durch den hohen Elastizitätsmodul, d. h. die geringere Flexibilität in dieser Richtung abgefangen, sodass die Orthese zusätzlich einen Verletzungsschutz bietet. In addition to its sagittal bending elasticity, the back splint is preferably also designed to be elastic in bending frontally, with the magnitude of the frontal modulus of elasticity being at least one order of magnitude greater than that of the sagittal modulus of elasticity. The orthosis according to the invention thus not only allows the user to bend forward and stand up, but also—albeit to a limited extent—a lateral bending in a frontal plane. Such movements are naturally restricted in the spinal column and, if used in excess, can quickly lead to serious injury. This natural gradation of mobility is imitated by the orthosis according to the invention in the development described. i.e. lateral flexing is permitted but the user is 'reminded' that such movements are desirably kept to a minimum. The high modulus of elasticity, i. H. the lower flexibility in this direction is compensated, so that the orthosis also offers protection against injury.
In ähnlicher Weise ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Rückenschiene um ihre Längserstreckungsrichtung elastisch tordierbar ausgebildet ist, wobei der Betrag ihres Torsions-Elastizitätsmoduls zwischen denjenigen ihres frontalen und ihres sagittalen Elastizitätsmoduls liegt. Auch dies entspricht einer Nachahmung der natürlichen Priorisierung unterschiedlicher Beweglichkeiten einer gesunden Wirbelsäule, die in der (medianen) Sagittalebene stark und leicht biegbar, etwas beschränkter und schwerer tordierbar und noch beschränkter und noch schwerer in der (medianen) Frontalebene biegbar ist. In a similar way, a further development of the invention provides that the back splint is designed to be elastically torsionable about its longitudinal direction, with the amount of its torsional modulus of elasticity lying between those of its frontal and sagittal modulus of elasticity. This also corresponds to an imitation of the natural prioritization of different mobility of a healthy spine, which is strong and easily bendable in the (median) sagittal plane, somewhat more limited and harder to twist, and even more limited and harder to bend in the (median) frontal plane.
Die wesentlichen vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Orthese resultieren, wie beschrieben, aus der Gestaltung ihrer Rückenschiene. Diese kann allerdings nur erfindungsgemäß wirken, wenn sie im Gebrauchsfall korrekt positioniert ist. Grundsätzlich denkbar wäre es, eine separate Rückenschiene direkt am Rücken des Nutzers, bspw. durch Verklebung, zu fixieren. Dies würde jedoch die allgemeine Akzeptanz und Handhabbarkeit deutlich einschränken. Daher ist, wie eingangs bereits erwähnt, ein rucksackartiges Schulterträgersystem vorgesehen, mit welchem die Rückenschiene in Position gehalten wird. Günstigerweise ist dabei jedes der beiden Trägerelemente des Schulterträgersystems aus einem blattartigen Carbon-Material, insbesondere dem gleichen Carbon-Material wie die Rückenschiene, aufgebaut und bildet im Gebrauchsfall einen die zugeordnete Schulter des Nutzers umgreifenden Ring, welcher, ausgehend vom kranialen Ende der Rückenschiene, flach an Schulter, Schlüsselbein und Brustmuskel des Nutzers anliegend parallel zu dessen Rippenbögen zur Rückenschiene zurückgeführt und im unteren Bereich deren oberen Drittels und/oder oberen Bereich ihres mittleren Drittels mit ihr verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform wird also gerade kein Gurtsystem verwendet. Anstelle von Gurten, die (ggf. abgesehen von einer Zugfestigkeit) in sämtliche Richtungen flexibel sind, wird ein flach am Nutzer-Körper anliegender Carbon-Ring verwendet, der überall quer zu seiner jeweiligen Längserstreckungs- und Breitenrichtung biegeelastisch ist, in seiner Längserstreckungsrichtung jedoch stauch- bzw. zugfest und in seiner Breitenrichtung biegefest ist. Damit können die Trägerelemente eng anliegend an den Körperkonturen des Nutzers geführt werden und, ähnlich wie weiter oben im Kontext der lateralen Auflagebereiche der Rückenschiene erläutert, zur Einleitung von externen Kräften in muskuläre Strukturen, nämlich hier Schulter- und Brustmuskeln, dienen. Damit können auch diese Muskeln zur Aufnahme und Dissipation der externen Kräfte genutzt werden. Das führt zu einerweiteren Effizienzsteigerung der erfindungsgemäßen Wirbelsäulenentlastung. As described, the essential advantageous properties of the orthosis according to the invention result from the design of its back splint. However, this can only work according to the invention if it is positioned correctly when in use. In principle, it would be conceivable to fix a separate back brace directly on the back of the user, for example by gluing. However, this would significantly limit general acceptance and manageability. Therefore, as already mentioned, a backpack-like shoulder strap system is provided with which the back rail is held in position. Advantageously, each of the two carrier elements of the shoulder carrier system is made of a sheet-like carbon material, in particular the same carbon material as the back brace, and when in use forms a ring that encompasses the associated shoulder of the user and which, starting from the cranial end of the back brace, is flat on the user's shoulder, collarbone and pectoral muscle parallel to the user's costal arches and guided back to the back splint and connected to it in the lower area of its upper third and/or upper area of its middle third. In this embodiment, no belt system is used. Instead of straps, which are flexible in all directions (possibly apart from a tensile strength), a carbon ring lying flat on the user's body is used, which is flexible everywhere transverse to its respective longitudinal and width direction, but compresses in its longitudinal direction - Is tensile and resistant to bending in its width direction. The carrier elements can thus be guided closely to the body contours of the user and, similarly to what was explained above in the context of the lateral support areas of the back splint, can be used to introduce external forces into muscular structures, namely the shoulder and chest muscles in this case. This means that these muscles can also be used to absorb and dissipate external forces. This leads to a further increase in the efficiency of the spinal column relief according to the invention.
Um bei einem solch selektiv steifen Schulterträgersystem eine gute Handhabbarkeit zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass jedes Trägerelement zweiteilig aus einem oberen Halbringteil und einem unteren Halbringteil aufgebaut ist, wobei das obere Halbringteil materialeinheitlich einstückig mit der Rückenschiene ausgebildet ist und im Bereich seines freien Endes, welches im Gebrauchsfall im Bereich des Brustmuskels des Nutzers liegt, reversibel mit dem freien Ende des höhenverstellbar mit der Rückenschiene verbundenen, unteren Halbringteils verbindbar ist. Aufgrund der oben beschriebenen Biegeelastizität lassen sich bei einer solchen Gestaltung oberes und unteres Halbringteil im getrennten Zustand weit aufklappen, sodass ein bequemer Einstieg für den Nutzer möglich ist. Im Anschluss werden die freien Enden der Halbringteile im Brustmuskelbereich miteinander verbunden und der Trägerring geschlossen, sodass er dann das oben beschriebene selektiv steife Trägerelement bildet. Die materialeinheitlich einstückige Ausbildung der oberen Halbringteile mit der Rückenschiene ist im Hinblick auf die Vermeidung vieler Einzelteile und ggf. von Schwachstellen bildenden Verbindungsstellen günstig. Das untere Halbringteil sollte hingegen nur in Ausnahmenfällen einstückig mit der Rückenschiene verbunden sein. Allgemein wird es als günstiger angesehen, es reversibel, insbesondere höhenverstellbar mit der Rückenschiene zu verbinden, um eine Anpassbarkeit an unterschiedlich gewachsene Nutzer zu ermöglichen. In order to ensure good handling with such a selectively stiff shoulder carrier system, it is preferably provided that each carrier element consists of two parts upper half-ring part and a lower half-ring part, wherein the upper half-ring part is made of the same material in one piece with the back rail and in the area of its free end, which when in use is in the area of the chest muscle of the user, is reversibly connected to the free end of the height-adjustably connected to the back rail, lower half-ring part can be connected. Due to the flexural elasticity described above, with such a design, the upper and lower half-ring parts can be opened wide when separated, so that the user can easily get in. The free ends of the half-ring parts are then connected to one another in the pectoral muscle area and the carrier ring is closed, so that it then forms the selectively rigid carrier element described above. The one-piece design of the upper half-ring parts with the back rail of the same material is favorable with regard to the avoidance of many individual parts and possibly weak point-forming connection points. The lower half-ring part, on the other hand, should only be connected in one piece to the back rail in exceptional cases. In general, it is considered more favorable to connect it to the back rail in a reversible manner, in particular in a height-adjustable manner, in order to enable adaptability to users of different builds.
Als besonders praktikabel hat es sich erwiesen, wenn die freien Enden des oberen unteren Halbringteils im Gebrauchsfall einander überlappen und insbesondere mittels eines Klettverschlusses reversibel miteinander verbindbar sind. Auch das feste Ende des unteren Halbringteils kann mittels einer Klettverbindung mit der Rückenschiene verbunden sein, was insbesondere die oben erwähnte Höhenverstellbarkeit in technisch leicht umsetzbarer Weise realisiert. Die unteren Halbringteile der beiden Trägerelemente sind vorzugsweise miteinander einstückig ausgebildet. Sie gehen bevorzugt im Bereich ihrer Verbindung mit der Rückenschiene ineinander über. It has proven to be particularly practicable if the free ends of the upper, lower half-ring part overlap one another when in use and can be reversibly connected to one another, in particular by means of a Velcro fastener. The fixed end of the lower half-ring part can also be connected to the back rail by means of a Velcro connection, which in particular realizes the above-mentioned height adjustability in a manner that is technically easy to implement. The lower half-ring parts of the two carrier elements are preferably formed in one piece with one another. They preferably merge into one another in the area where they are connected to the back rail.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass weiter eine radial biegeelastische, ventral offene, im Gebrauchsfall den Brustkorb des Nutzers flach anliegend von dorsal nach ventral umgreifende Rippenspange aus einem blattartigen Carbon-Material, vorzugsweise höhenverstellbar, insbesondere mittels einer Klettverbindung, mit der Rückenschiene verbunden ist. Die Rippenspange besteht vorzugswese aus dem gleichen blattartigen Carbon-Material wie die Rückenschiene. Aufgrund ihrer Biegeelastizität senkrecht zur Längserstreckungs- und Querrichtung legt sie sich automatisch an den Brustkorb des Nutzers an. Ihre Stauch- bzw. Zugfestigkeit in Längserstreckungsrichtung sowie ihre Biegefestigkeit in Breitenrichtung trägt zu einer stabilisierenden und zentrierenden Wirkung auf die Rückenschiene bei. Die vorzugsweise realisierte Höhenverstellbarkeit der Rippenspange dient der Anpassbarkeit an unterschiedliche Größen von Nutzern. In a further development of the invention, it is provided that a radially flexible, ventrally open rib clip, which when in use grips the chest of the user flat from dorsal to ventral, made of a sheet-like carbon material, preferably height-adjustable, in particular by means of a Velcro connection, is connected to the back splint is. The rib brace is preferably made from the same sheet-like carbon material as the back rail. Due to their bending elasticity perpendicular to the longitudinal extension and transverse direction automatically adjust to the user's chest. Their compression or tensile strength in the direction of longitudinal extent and their flexural strength in the direction of width contribute to a stabilizing and centering effect on the back splint. The height adjustability of the rib clasp, which is preferably implemented, serves to adapt it to users of different sizes.
An den in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, freien Enden der Rippenspange sind bevorzugt Gurten fixiert, die zur Ausbildung einer den Abstand zwischen den freien Rippenspangen-Enden überspannenden Gurtverbindung reversibel miteinander verbindbar sind. Dies dient einer zusätzlichen Stabilität. Zudem ist es möglich, zwischen den freien Enden der Rippenspange, insbesondere auch in Verbindung mit den unteren Halbringteilen der Schultertrageelemente eine Brustplatte zu montieren, die dem Schutz des Solarplexus dienen kann. Straps are preferably fixed to the free ends of the rib clip spaced apart from one another in the circumferential direction and can be reversibly connected to one another to form a strap connection spanning the distance between the free ends of the rib clip. This is for additional stability. In addition, it is possible to mount a chest plate between the free ends of the rib clip, in particular also in connection with the lower half-ring parts of the shoulder support elements, which can serve to protect the solar plexus.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass weiter eine radial biegeelastische, ventral offene, im Gebrauchsfall den Körper des Nutzes entlang dessen Beckenkamms flach anliegend von dorsal nach ventral umgreifende Beckenspange aus einem blattartigen Carbon-Material, vorzugsweise höhenverstellbar, insbesondere mittels einer Klettverbindung, mit der Rückenschiene verbunden ist. Die Beckenspange besteht vorzugswese aus dem gleichen blattartigen Carbon-Material wie die Rückenschiene. We eingangs erläutert, besteht die zentrale Wrkung der Erfindung zwar nicht darin, externe Lasten auf das Becken des Nutzers abzuleiten; gleichwohl kann eine Ableitung von Restkräften, die noch nicht in der erfindungsgemäßen Weise auf muskuläre Strukturen abgeleitet werden konnten, auf den Beckenkamm sinnvoll sein. Dieser ist dann jedoch deutlich weniger belastet als bei Orthesen gemäß Stand der Technik. Alternatively or additionally, it can be provided that a radially flexible, ventrally open pelvic clip, which when in use flatly encloses the body of the user along the iliac crest from dorsal to ventral, made of a sheet-like carbon material, preferably height-adjustable, in particular by means of a Velcro connection, with the back rail is connected. The pelvic brace is preferably made from the same sheet-like carbon material as the back brace. As explained at the outset, the central effect of the invention is not to divert external loads onto the user's pelvis; nevertheless, it can be useful to divert residual forces, which could not yet be diverted to muscular structures in the manner according to the invention, to the iliac crest. However, this is then subjected to significantly less stress than in the case of orthoses according to the prior art.
Auch im Kontext der Beckenspange kann vorgesehen sein, dass an den in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, freien Enden der Beckenspange Gurte fixiert sind, die zur Ausbildung einer den Abstand zwischen den freien Beckenspangen- Enden überspannenden Gurtverbindung reversibel miteinander verbindbar sind. In Bezug auf die Wirkung und Vorteile dieser Maßnahme sei mutatis mutandis auf die obige Erläuterung zur Rippenspange verwiesen. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen. In the context of the pelvic clip, it can also be provided that straps are fixed to the free ends of the pelvic clip spaced apart from one another in the circumferential direction and can be reversibly connected to one another to form a strap connection spanning the distance between the free ends of the pelvic clip. With regard to the effect and advantages of this measure, mutatis mutandis, reference is made to the above explanation of the rib brace. Further details and advantages of the invention result from the following specific description and the drawings.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Es zeigen: Show it:
Figur 1: eine perspektivische Darstellung des Grundgerüstes einer erfindungsgemäßen Thorax-Orthese, FIG. 1: a perspective view of the basic structure of a thoracic orthosis according to the invention,
Figur 2: eine Frontalansicht der Orthese von Figur 1 , FIG. 2: a front view of the orthosis from FIG.
Figur 3: eine Ansicht entlang der kranial-kaudalen Sichtlinie der Orthese vonFIG. 3: a view along the cranial-caudal line of sight of the orthosis of FIG
Figur 1 sowie Figure 1 as well
Figur 4: die Orthese von Figur 1 mit zusätzlicher Komfort- und Funktionsausstattung. FIG. 4: the orthosis from FIG. 1 with additional comfort and functional features.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Description of Preferred Embodiments
Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin. The same reference symbols in the figures indicate the same or analogous elements.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen in unterschiedlichen Ansichten das Grundgerüst einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Thorax-Orthese 10. Diese Figuren sollen zunächst gemeinsam diskutiert werden. Sie zeigen das im Wesentlichen aus blattartigem Carbon-Material gefertigte Grundgerüst der erfindungsgemäßen Orthese 10, das ggf., beispielsweise wie in Figur 4 illustriert, mit zusätzlichen Komfort- und Funktionselementen aufgerüstet werden kann. FIGS. 1 to 3 show different views of the basic structure of a preferred embodiment of a thoracic orthosis 10 according to the invention. These figures will first be discussed together. They show the basic structure of the orthosis 10 according to the invention, which is essentially made of sheet-like carbon material and which can be upgraded with additional comfort and functional elements, for example as illustrated in FIG.
Wesentlicher Bestandteil der Orthese 10 ist deren Rückenschiene 12. Die Rückenschiene 12 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei lateralen Auflagebereiche 121 und einem Zentral bereich 122, der als eine nach dorsal gerichtete Aufwölbung ausgebildet ist und einen kranial-kaudal verlaufenden, ventral offenen Kanal bildet. Im Gebrauchsfall ist die Rückenschiene 12 derart an den Rücken eines nicht dargestellten Benutzers angelegt, dass ihre lateralen Auflagebereiche 121 auf der der Wirbelsäule des Nutzers benachbarten Rückenstreckermuskulatur aufliegen und die Wrbelsäule selbst, insbesondere deren Dornfortsätze, berührungslos von dem Kanal des Zentralbereichs 122 überwölbt wird. Insbesondere in Figur 3 ist die Kanalstruktur des Zentralbereichs 122 gut erkennbar. An essential component of orthosis 10 is its back splint 12. In the illustrated embodiment, back splint 12 consists of two lateral contact areas 121 and a central area 122, which is designed as a dorsal bulge and forms a cranial-caudal, ventrally open channel. In use, the back rail 12 is attached to the back of a not shown The user creates such that their lateral contact areas 121 rest on the back extensor muscles adjacent to the user's spine and the vertebral column itself, in particular its spinous processes, is arched over by the channel of the central area 122 without contact. The channel structure of the central area 122 can be seen clearly in FIG. 3 in particular.
Über die Länge der Rückenschiene 12 verteilt sind mehrere Querschlitze 123 angeordnet, die den Kanal des Zentralbereichs 123 überspannen. Hierdurch wird der versteifenden Wrkung der Wölbung des Zentralbereichs 122 entgegengewirkt und die sagittale Biegeelastizität 12 vergrößert. Zudem bewirken die Querschlitze 123 eine Verbesserung der Ventilation. Bei der dargestellten Ausführungsform enden die Querschlitze 123 in seitlichen Rundlöchern. Hierdurch wird auch im Fall häufiger, starker Biegungen ein Ausreißen der Querschlitz-Enden vermieden. Zudem gewährleistet diese Formgebung gemeinsam mit einer je nach Einzelfall wählbaren Schlitzbreite eine herstellerseitig einstellbare Torsions- und Frontalelastizität, d.h. die Rückenschiene 12 ist frontal, d.h. in Figur 2 in der Zeichnungsebene, geringfügig biegbar sowie tordierbar, ohne dass die einander gegenüberliegenden Schlitzränder bei der Bewegung miteinander kollidieren und ggf. Kleidungs- oder gar Hautstücke einklemmen könnten. A plurality of transverse slots 123 are distributed over the length of the back rail 12 and span the channel of the central region 123 . This counteracts the stiffening effect of the curvature of the central area 122 and increases the sagittal bending elasticity 12 . In addition, the transverse slits 123 bring about an improvement in ventilation. In the illustrated embodiment, the transverse slots 123 terminate in lateral round holes. This avoids tearing out of the transverse slit ends, even in the case of frequent, sharp bends. In addition, this shape, together with a slot width that can be selected depending on the individual case, ensures torsional and frontal elasticity that can be adjusted by the manufacturer, i.e. the back rail 12 can be slightly bent and twisted frontally, i.e. in Figure 2 in the plane of the drawing, without the opposite slot edges moving together could collide and pinch pieces of clothing or even skin.
Das kaudale Ende der Rückenschiene 12 ist zur Anpassung an die natürliche Anatomie im Lumbalbereich des Nutzers verjüngt, wobei auf eine gerundete und jegliche Ecken vermeidende Linienführung geachtet ist. The caudal end of the back splint 12 is tapered to adapt to the natural anatomy in the lumbar area of the user, care being taken to ensure that the lines are rounded and avoid any corners.
Am kranialen Enden der Rückenschiene 12 sind zwei obere Halbringteile 141 zweier Trägerelemente 14 angeformt. Sie bestehen aus dem gleichen blattartigen Carbon- Material wie die Rückenschiene 12. Sie verlaufen im Gebrauchsfall über die Schultern des Nutzers und enden mit ihren freien Enden etwa im Bereich seiner Brustmuskulatur. Hier sind sie reversibel, insbesondere mittels eines Klettverschlusses 143 mit den freien Enden unterer Halbringteile 142 verbunden, die sich vom Brustmuskelbereich parallel zu den Rippenbögen des Nutzers von ventral nach dorsal zur Rückenschiene 12 erstrecken. Dort sind sie vorzugsweise reversibel, insbesondere mittels eines weiteren Klettverschlusses an der dorsalen Außenseite der Rückenschiene 12 fixiert. Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform sind die beiden unteren Halbringteile 142 einstückig miteinander ausgebildet und gehen insbesondere im Bereich ihrer Fixierung an der Rückenschiene 12 materialeinheitlich ineinander über. Die Reversibilität ihrer Fixierung an der Rückenschiene 12 erlaubt eine Höhenverstellung und damit einer Größenverstellung der Armausschnitte der Trägerelemente 14, sodass die Orthese 12 in gewissen Grenzen an unterschiedlich groß gewachsene Nutzer angepasst werden kann. Es ist daher möglich, die Fertigung auf eine geringe Anzahl von Grundgrößen zu beschränken und durch eine nutzerseitige Feinabstimmung eine individuell optimierte Anpassung zu ermöglichen. Aufgrund der im allgemeinen Teil der Beschreibung ausführlich diskutierten Materialeigenschaften blattartigen Carbon-Materials sind die oberen Halbringteile bei geöffnetem Klettverschluss 143 ohne großen Kraftaufwand elastisch nach oben aufbiegbar. Die unteren Halbringteile 142 hingegen sind nach seitlich außen aufbiegbar. Dies ermöglicht dem Nutzer einen leichten Einstieg in die Orthese 12. Two upper half-ring parts 141 of two support elements 14 are formed on the cranial ends of the back splint 12 . They consist of the same sheet-like carbon material as the back rail 12. When in use, they run over the user's shoulders and end with their free ends approximately in the area of his chest muscles. Here they are reversibly connected, in particular by means of a Velcro fastener 143, to the free ends of lower half-ring parts 142, which extend from the pectoral muscle area parallel to the user's costal arches from ventral to dorsal to the back splint 12. They are preferably reversibly fixed there, in particular by means of a further Velcro fastener on the dorsal outside of the back splint 12 . In the illustrated, preferred embodiment, the two lower half-ring parts 142 are integrally formed with each other and go in particular in the region of their fixation on the Back rail 12 of the same material over each other. The reversibility of its fixation on the back splint 12 allows a height adjustment and thus a size adjustment of the armholes of the carrier elements 14, so that the orthosis 12 can be adapted within certain limits to users of different heights. It is therefore possible to limit production to a small number of basic sizes and to enable an individually optimized adaptation through fine tuning by the user. Due to the material properties of sheet-like carbon material discussed in detail in the general part of the description, the upper half ring parts can be elastically bent upwards with open Velcro fastener 143 without great effort. The lower half-ring parts 142, on the other hand, can be bent open laterally outwards. This enables the user to easily get into the orthosis 12.
Nach Fixierung der freien Enden von oberen und unteren Halbringteilen 141, 142 mittels der Klettverschlüsse 143 unterbinden die Halbringteile 141, 142 jedoch den Biegefreiheitsgrad des jeweils anderen Halbringelementes 142, 141, sodass insgesamt ein im Wesentlichen steifer Trägerring entsteht, der sich unmittelbar an der Schulter- und Brustmuskulatur des Nutzers abstützt. Gemeinsam mit der Rückenschiene 12 sorgen die Trägerelemente 14 daher für eine Ableitung von externen Kräften weg von der Wirbelsäule des Nutzers hin zu einer breiten Palette muskulärer Strukturen. Diese können die Kräfte gemeinsam aufnehmen, ohne dass einzelne Muskeln überlastet würden. Dies führt zu einer besonderen Effizienz der Wirbelsäulenentlastung durch die erfindungsgemäße Orthese und damit zur deutlichen Steigerung der Leistungsfähigkeit des Nutzers. However, after fixing the free ends of the upper and lower half-ring parts 141, 142 by means of the Velcro fasteners 143, the half-ring parts 141, 142 prevent the degree of bending freedom of the respective other half-ring element 142, 141, so that overall a substantially rigid carrier ring is created which is located directly on the shoulder and chest muscles of the user. Thus, in conjunction with the back brace 12, the support members 14 provide for dissipation of external forces away from the user's spine to a wide variety of muscular structures. These can absorb the forces together without overloading individual muscles. This leads to a particular efficiency of the spinal column relief by the orthosis according to the invention and thus to a significant increase in the performance of the user.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist kaudal der unteren Halbringteile 142 der Trägerelemente 14 eine Rippenspange 16 angeordnet, die, ähnlich wie die unteren Halbringelemente 142, vorzugsweise reversibel, insbesondere mittels eines Klettverschlusses an der dorsalen Außenseite der Rückenschiene 12 fixiert sind. Auch sie sind bevorzugt aus dem gleichen Carbon-Material wie Rückenschiene 12 und Trägerelemente 14 gefertigt und schmiegen sich biegeelastisch im Bereich der unteren Rippenbögen an den Oberkörper des Nutzers an. Zum Einstieg sind sie nach seitlich außen aufbiegbar. Sie dienen primär der zentrierenden Fixierung der Rückenschiene 12 in deren Mittelbereich. Nahe des kaudalen Endes der Rückenschiene 12 ist bei der gezeigten Ausführungsform zudem eine Beckenspange 18 vorgesehen, die, vorzugsweise ebenfalls reversibel, insbesondere ebenfalls mittels eines Klettverschlusses, an der dorsalen Außenseite der Rückenschiene 12 fixiert ist. Die Beckenspange 18 umgreift den Körper des Nutzers von dorsal nach ventral entlang seines Beckenkamms. Anders als bei der Rippenspange 16 erlaubt ihre in den Figuren 1 und 2 besonders gut erkennbare, leicht gekippte Biegung eine vertikale Lastabstützung auf dem Beckenkamm. Dies ist jedoch, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung ausführlich erläutert, lediglich ein Sekundäreffekt. Primär dient die Beckenspange 18 einer zentrierenden Fixierung der Rückenschiene 12 in deren kaudalem Endbereich. In the embodiment shown, a rib clip 16 is arranged caudally of the lower half-ring parts 142 of the carrier elements 14, which, like the lower half-ring elements 142, are preferably reversibly fixed to the dorsal outside of the back splint 12, in particular by means of a Velcro fastener. They are also preferably made of the same carbon material as the back rail 12 and support elements 14 and nestle flexibly in the area of the lower ribs against the upper body of the user. They can be bent outwards to the side to get in. They primarily serve to center the back rail 12 in place in its middle area. In the embodiment shown, a pelvic clip 18 is also provided near the caudal end of the back splint 12 , which is fixed to the dorsal outside of the back splint 12 , preferably also reversibly, in particular also by means of a Velcro fastener. The pelvic clip 18 encompasses the user's body from dorsal to ventral along his iliac crest. In contrast to the rib clip 16, its slightly tilted bend, which can be seen particularly well in FIGS. 1 and 2, allows vertical load support on the iliac crest. However, as explained in detail in the general part of the description, this is merely a secondary effect. The primary purpose of the pelvic clip 18 is to center the back splint 12 in place in its caudal end area.
Das reine Carbon-Gerüst (ggf. mit Verbindungsvorrichtungen) insbesondere Klettverschlüssen, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, genügt grundsätzlich zur Erzielung der im allgemeinen Teil der Beschreibung erläuterten, erfindungsgemäßen Wirkungen. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, beispielsweise aus Komfortgründen, eine zusätzliche Ausstattung vorzunehmen. So kann das Carbon-Gerüst mit Polsterelementen, beispielsweise Gel-Polster oder aus Neoprenschichten, ganz oder lokal verkleidet oder beschichtet sein. Eine entsprechend aufgerüstete Orthese 12 ist in Figur 4 dargestellt. The pure carbon frame (possibly with connecting devices), in particular Velcro fasteners, as shown in FIGS. 1 to 3, is basically sufficient to achieve the effects according to the invention explained in the general part of the description. However, it is easily possible, for example for reasons of comfort, to carry out additional equipment. The carbon framework can be completely or locally clad or coated with padding elements, for example gel padding or neoprene layers. A correspondingly upgraded orthosis 12 is shown in FIG.
Außer besagten Polsterungen weist die Orthese 12 von Figur 4 zusätzliche Gurtverbindungen 201, 202, 203 auf, die die einander gegenüberliegenden Bereiche bzw. Enden der unteren Halbringteile 142 (Gurtverbindung 201), Rippenspange 16 (Gurtverbindung 202) bzw. Beckenspange (Gurtverbindung 203) miteinander verbinden. Hierdurch kann eine stabilere Fixierung der Rückenschiene 12 erreicht werden, die durch die Gurtverbindungen 201, 202, 203 insbesondere stärker an die Wirbelsäule des Nutzers herangezogen werden kann. In addition to said padding, the orthosis 12 of Figure 4 has additional belt connections 201, 202, 203, which connect the opposite areas or ends of the lower half-ring parts 142 (belt connection 201), rib clasp 16 (belt connection 202) or pelvic clasp (belt connection 203) to one another associate. In this way, a more stable fixation of the back brace 12 can be achieved, which can in particular be drawn closer to the user's spine by the belt connections 201, 202, 203.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist im Bereich der Verschlüsse der beiden oberen Gurtverbindungen 201, 202 eine Brustplatte 22 fixiert. Diese ist bevorzugt ebenfalls aus einem blattartigen Carbon-Material, insbesondere dem gleichen Carbon-Material wie die Rückenschiene 12, gefertigt und kann auf ihrer Innenseite mit einer Polsterung versehen, zum Beispiel beschichtet sein. Eine solche Brustplatte 22 bietet einen effektiven Schlagschutz für den Solarplexus des Nutzers. Zudem gebietet sie eine weitere Kontaktfläche zu muskulären Strukturen des Nutzers, die zur Aufnahme der über die Orthese 12 abgeleitet, externen Kräfte genutzt werden kann. In the illustrated embodiment, a chest plate 22 is fixed in the area of the closures of the two upper belt connections 201, 202. This is preferably also made of a sheet-like carbon material, in particular the same carbon material as the back rail 12, and can be provided with padding, for example coated, on its inside. Such a chest plate 22 offers effective protection against impact for the user's solar plexus. In addition, it offers a further contact surface to the muscular structures of the user, which can be used to absorb the external forces derived via the orthosis 12 .
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures only represent illustrative exemplary embodiments of the present invention.
Bezugszeichenliste reference list
10 Orthese 10 orthosis
12 Rückenschiene 12 back rail
121 lateraler Auflagebereich von 12121 lateral support area of 12
122 Zentralbereich von 12 122 central area of 12
123 Querschlitz 123 transverse slit
14 Trägerelement 14 carrier element
141 oberes Halbringteil von 14141 upper half ring part of 14
142 unteres Halbringteil von 14142 lower half ring part of 14
143 Klettverschluss 16 Rippenspange 18 Beckenspange 201 Gurtverbindung 202 Gurtverbindung 203 Gurtverbindung 22 Brustplatte 143 Velcro 16 Rib clip 18 Pelvic clip 201 Harness connection 202 Harness connection 203 Harness connection 22 Chest plate

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Thorax-Orthese (10) zur bedarfsweisen Entlastung der Wirbelsäule eines menschlichen Nutzers, umfassend 1. Thoracic orthosis (10) for relieving the spine of a human user as required, comprising
- eine Rückenschiene (12), die im Gebrauchsfall mit einer ventralen Flachseite im Bereich der Brust- und zumindest der oberen Lendenwirbel des Nutzers an den der Wirbelsäule des Nutzers beidseitig benachbarten Rückenstreckermuskeln anliegt, sowie - a back splint (12) which, when in use, rests with a ventral flat side in the area of the thoracic vertebrae and at least the upper lumbar vertebrae of the user on the back extensor muscles adjacent to the spine of the user on both sides, and
- ein mit der Rückenschiene (12) verbundenes Schulterträgersystem mit zwei im Gebrauchsfall die Schultern des Nutzers rucksackartig umgreifenden Trägerelementen (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenschiene (12) einstückig aus einem blattartigen, in ihrer Längserstreckungsrichtung stauchfesten, sagittal biegeelastischen Carbon-Material aufgebaut ist. - a shoulder strap system connected to the back rail (12) with two support elements (14) which, when in use, encompass the shoulders of the user like a rucksack, characterized in that the back rail (12) is constructed in one piece from a sheet-like carbon material which is compressible in its longitudinal direction and flexible in the sagittal direction is.
2. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenschiene (12) zwei entlang ihrer Längserstreckungsrichtung parallel erstreckte, laterale Auflagebereiche (121) sowie einen die Auflagebereiche (121) verbindenden, im Gebrauchsfall die Wirbelsäule des Nutzers überwölbenden Zentral bereich (122) aufweist. 2. Thoracic orthosis (10) according to claim 1, characterized in that the back rail (12) has two lateral bearing areas (121) extending parallel in its direction of longitudinal extension and a central part connecting the bearing areas (121) and arching over the spine of the user when in use area (122).
3. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich (122) als eine sich gegenüber den Auflagebereichen nach dorsal wölbende Ausbuchtung ausgebildet ist. 3. Thoracic orthosis (10) according to claim 2, characterized in that the central region (122) is designed as a bulge that curves dorsally in relation to the support regions.
4. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Carbon-Material der Rückenschiene (12) eine über deren Breite konstante Blattstärke aufweist. 4. Thoracic orthosis (10) according to claim 3, characterized in that the carbon material of the back rail (12) has a sheet thickness that is constant over its width.
5. Thorax-Orthese (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich (122) mittels breitenzentrierter Querschlitze (123) in eine Mehrzahl von über seine Länge verteilten Segmenten unterteilt ist. 5. Thoracic orthosis (10) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the central region (122) is divided into a plurality of segments distributed over its length by means of width-centered transverse slots (123).
6. Thorax-Orthese (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenschiene (12) frontal biegeelastisch ausgebildet ist, wobei der Betrag des frontalen Elastizitätsmoduls wenigstens eine Größenordnung größer als derjenige des sagittalen Elastizitätsmoduls ist. 6. thoracic orthosis (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the back splint (12) is frontally flexible, wherein the amount of the frontal modulus of elasticity is at least one order of magnitude greater than that of the sagittal modulus of elasticity.
7. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenschiene (12) um ihre Längserstreckungsrichtung elastisch tordierbar ausgebildet ist, wobei der Betrag ihres Torsions-Elastizitätsmoduls zwischen denjenigen ihres frontalen und ihres sagittalen Elastizitätsmoduls liegt. 7. Thoracic orthosis (10) according to claim 6, characterized in that the back rail (12) is designed to be elastically torsionable about its longitudinal direction, the amount of its torsional modulus of elasticity lying between those of its frontal and sagittal modulus of elasticity.
8. Thorax-Orthese (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Trägerelement (14) des Schulterträgersystems aus einem blattartigen Carbon-Material aufgebaut ist und im Gebrauchsfall einen die zugeordnete Schulter des Nutzers umgreifenden Ring bildet, welcher, ausgehend vom kranialen Ende der Rückenschiene (12), flach an Schulter, Schlüsselbein und Brustmuskel des Nutzer anliegend parallel zu dessen Rippenbögen zur Rückenschiene (12) zurückgeführt und im unteren Bereich deren oberen Drittels und/oder oberen Bereich ihres mittleren Drittels mit ihr verbunden ist. 8. Thoracic orthosis (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that each carrier element (14) of the shoulder carrier system is made of a sheet-like carbon material and, when in use, forms a ring that encompasses the associated shoulder of the user, which, starting from cranial end of the back splint (12), lying flat against the user's shoulder, collarbone and pectoral muscle, parallel to the user's costal arches, to the back splint (12) and in the lower area of which the upper third and/or upper area of the middle third is connected to it.
9. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) zweiteilig aus einem oberen Halbringteil (141) und einem unteren Halbringteil (142) aufgebaut ist, wobei das obere Halbringteil (141) materialeinheitlich einstückig mit der Rückenschiene (12) ausgebildet ist und im Bereich seines freien Endes, welches im Gebrauchsfall im Bereich des Brustmuskels des Nutzers liegt, reversibel mit dem freien Ende des höhenverstellbar mit der Rückenschiene (12) verbundenen, unteren Halbringteils (142) verbindbar ist. 9. Thoracic orthosis (10) according to Claim 8, characterized in that the carrier element (14) is constructed in two parts from an upper half-ring part (141) and a lower half-ring part (142), the upper half-ring part (141) being made of the same material and in one piece with the back rail (12) and in the area of its free end, which when in use lies in the area of the chest muscle of the user, can be reversibly connected to the free end of the lower semi-ring part (142) connected to the back rail (12) in a height-adjustable manner.
10. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden des oberen Halbringteils (141) und des unteren Halbringteils (142) im Gebrauchsfall einander überlappen und reversibel, insbesondere mittels eines Klettverschlusses (143), miteinander verbindbar sind. 10. Thoracic orthosis (10) according to claim 9, characterized in that the free ends of the upper half-ring part (141) and the lower half-ring part (142) overlap one another when in use and can be reversibly connected to one another, in particular by means of a Velcro fastener (143). .
11. Thorax-Orthese (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Halbringteil (142) mittels einer Klettverbindung mit der Rückenschiene (12) verbunden ist. 11. Thoracic orthosis (10) according to one of claims 9 to 10, characterized in that the lower half-ring part (142) is connected to the back rail (12) by means of a Velcro connection.
12. Thorax-Orthese (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiter eine radial biegeelastische, ventral offene, im Gebrauchsfall den Brustkorb des Nutzers flach anliegend von dorsal nach ventral umgreifende Rippenspange (16) aus einem blattartigen Carbon-Material mit der Rückenschiene (12) verbunden ist. 12. Thoracic orthosis (10) according to one of the preceding claims, characterized in that there is also a radially flexible, ventrally open rib clip (16) made of a sheet-like carbon material and, when in use, encloses the chest of the user flat from dorsal to ventral connected to the back rail (12).
13. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an den in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, freien Enden der Rippenspange (12) Gurte fixiert sind, die zur Ausbildung einer den Abstand zwischen den freien Rippenspangen-Enden überspannenden Gurtverbindung (202) reversibel miteinander verbindbar sind. 13. Thoracic orthosis (10) according to claim 12, characterized in that straps are fixed to the free ends of the rib clip (12) which are spaced apart from one another in the circumferential direction and which, in order to form a strap connection (202 ) can be reversibly connected to one another.
14. Thorax-Orthese (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiter eine radial biegeelastische, ventral offene, im Gebrauchsfall den Körper des Nutzers entlang dessen Beckenkamms flach anliegend von dorsal nach ventral umgreifende Beckenspange (18) aus einem blattartigen Carbon-Material mit der Rückenschiene (12) verbunden ist. 14. Thoracic orthosis (10) according to one of the preceding claims, characterized in that there is also a radially flexible, ventrally open pelvic clip (18) made of a sheet-like carbon fiber and, when in use, grips the body of the user along its iliac crest lying flat from dorsal to ventral - Material is connected to the back rail (12).
15. Thorax-Orthese (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, freien Enden der Beckenspange (18) Gurte fixiert sind, die zur Ausbildung einer den Abstand zwischen den freien Beckenspangen-Enden überspannenden Gurtverbindung (203) reversibel miteinander verbindbar sind. 15. Thoracic orthosis (10) according to claim 14, characterized in that straps are fixed to the free ends of the pelvic clip (18) spaced apart from one another in the circumferential direction, which straps (203 ) can be reversibly connected to one another.
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